船体分段合拢焊前与焊后检验培训讲义

船体分段合拢焊前和焊后检验培训教案

一、概述

新建船舶的船体结构一般采用分段建造方式，就是将整个船体划分为若干个船体分段，先在施工场地完成船体分段的建造，再将分段在船台上组装成完整的船体。

分段安装是将船体分段或总段在船台上组装成完整船体的工艺过程，分段在船台上的安装方式常用有如下四种：

1.总段安装法

船体建造以总段形式在船台上安装的方法称为总段安装法。通常以船中后面的某总段作为基准总段，再向首、尾方向依次安装其余总段，以便使尾部提早安装主机与轴系，缩短船台建造周期。总段安装法有利于预舾装作业，船体焊接变形小，适用于小型船体建造。

2.层式安装法

船体建造以双层底分段为基础，先全部安装完工，然后将其上部平台板、甲板等能形成层次的分段逐层安装，但机舱及尾分段需提早成形。首分段通常待多层分段安装至达到首分段高度后再行安装。层式安装法要求同层次同型分段同时装焊完工上船台，有利于施工管理，又利于分段预修理、精度管理及船台预舾装工作，故适用于中型船体建造。

3.塔式安装法

船体建造以中后某一底部分段为基准分段，向前后左右自下而上

将分段安装成“塔”形，并继续按“塔式”形式安装成完整的船体，称为塔式安装法。塔式安装法有利于扩大化施工面，减少焊接变形，适用于大型船体建造。

4.岛式安装法

在船体建造时，将船体分成两个或两个以上的建造区，以每个建造区的中心底部分段为基准，各自按塔式安装法建造形成“岛” ，最后在“岛”与“岛”之间以嵌补分段连接成完整船体的建造方法。岛式安装法船台施工面更大，适用于更大型船体建造。

分段安装时对大接缝余量的处理通常采用的方法是余量在合拢时“套划” ，即对基准分段在分段建造过程中就将大接缝余量割除，其它分段在建造时将一端的大接缝余量割除，另一端待分段安装时按先定位的相接端头划余量线后割除。这种传统的方法，能确保大接缝间隙，至今仍适用于薄板结构的船体分段与中大型船体首尾区域的分段安装。大型船舶船体中部分段采用从部件号料起不留余量与分段预修整后无余量安装的方法，大接缝采用间隙允许5- 8毫米加衬垫的单面焊方式。

二、焊前检验的准备工作

进行船体分段合拢焊前检验之前，应首先熟悉图纸。涉及到船体分段检验的主要图纸有总布置图、横剖面图、外板展开图、基本结构图、分段划分图、分段结构图等。

船体验船师应熟悉总布置图和分段划分图，一般可将总布置图和

分段划分图张贴在办公场所，便于熟悉和查阅。要做到“心中有船”，才能做好分段合拢的检验工作。

通过基本结构图和外板展开图，基本上可以了解合拢部位的构件装配要求。一些详细的结点还可以查阅相关的分段结构图。

基本结构图和外板展开图中船体的主要构件一般采用轨道线、粗虚线、粗点划线和粗双点划线表示，次要构件一般采用细虚线、细点划线和细双点划线表示。

船体大合拢焊缝的焊接非常重要，如合拢部位采用新材料、新工艺时，应要求船厂提供经认可的焊接工艺规程，便于检验时核对。

为使船体分段能在船台上正确定位、安装，确保主船体建造精度而设置的船台中线、水线检验线、肋骨检验线、龙骨线检验线及分段安装工艺规定的其它线条统称为船台基准线。

随着船体建造检测量具，水准仪、准直仪、经纬仪及激光经纬仪的广泛应用，船台基准线的划线精度与分段定位精度更容易保证。船台基准线检验是检验员对分段安装工艺所规定的船台基准线进行检测，船台基准线精度是确保船体主尺度建造精度的基础，必须认真检验。

船台基准线的种类含义设置部位与作用如下：

船台中线：为分段在船台上定左右位置而设置的船体中线位置线称为船台中线。船台中线标记在船台面上。船台中线直线精度是确保船体建造完工后船体中线直线度的基础。

肋骨检验线：为分段在船台中线上定首尾方向的前后位置而设置

的船体肋骨位置线称为肋骨检验线。肋骨检验线垂直船台中线，标记在船台面上。肋骨检验线用于控制每只分段首尾方向安装位置，以确保船体总长度。

龙骨线检验线：为底部分段在船台上定高度位置而设置的船体龙骨位置线称为龙骨线检验线。龙骨线检验线标记在船台旁边的标杆或船中线上竖立的矮标杆上。龙骨线检验线位置准确性是确保船体建造完工后船体基线直线度的基础。

船台基准线的检验标准和检验方法见图：

三、分段合拢焊前检验内容

船体分段合拢焊前检验是指分段在船台上进行合拢时，合拢接缝经定位焊后对其接缝间隙、坡口，以及对接缝错边、定位焊质量及焊缝清洁状况等项目的检验。焊缝的焊前检验为焊接提供符合质量要求的焊接坡口，是确保焊接质量的必要措施。

船舶检验局的《船舶建造检验规程》规定“船台安装分段对接焊缝的装配间隙、坡口、错边以及内部构架的连接等，均应经验船师检查合格后才允许进行施焊” 。对此，分段安装定位焊后，检验员应在交

验前先预检，然后应提交验船师、船东检验，检验合格后方可进行焊接施工。

有关的检验要求和验收标准如下：

船体主要构件为外板、甲板、内底板、主船体船壁、实肋板、强肋骨、强横梁、纵桁、舱壁桁材、舱口端梁等。

船体次要构件为平台板、肋骨、纵骨、横梁、甲板室围壁与舱壁、舱壁扶强材、肘板等。

对装配偏差可以采用下列方式进行修改：

十字接头的错位偏差许可：

分段合拢焊前检验时应注意：

1.焊缝坡口区域的铁锈、氧化皮、油污、杂物及车间底漆应予清除并保持清洁和干燥；

2.一般强度船体结构钢如施焊环境温度低于或等于-5 时，应采取焊前预热措施；

3.对高强度钢、铸钢和锻钢船体结构件的焊接，应查阅所验船舶的有关工艺文件，严格执行焊接引弧、定位焊要求、焊前预热及焊后保温或热处理等措施，并满足船规要求；

4.船体分段大接缝的间隙与坡口形状应符合船舶检验部门认可的焊接工艺规程规定，以确保焊缝能完全焊透；

5.船体分段大接缝的焊缝间隙若有超差，可参考《船体建造精度标准和偏差许可》中的方法进行修复；

6.对于两块板材以夹角小于50 相交而形成的角焊缝（见图3-4），若小于 50°狭窄处的角焊难以焊接，则另一面的有焊缝坡口必须大于45°如坡口角度不足，应刨削之，且焊接时应用小直径焊条进行多道单面焊；

7.海船或甲板边板厚度大于或等于12mm 的内河船，在船中0.5 船长区域内强力甲板与舷顶列板的角接缝应开坡口，一般应完全焊透；

8.若全焊透对接焊缝因结构原因无法进行封底焊时，经验船师同意，

允许加固定垫板进行对接焊。此种接头的坡口型式及装配间隙应保证其在衬垫上能完全焊透。

分段在船台装配时还应注意下列事项：

1.分段在船台上安装在理论上均要求按船台中线、肋骨检验线和龙骨线检验线定位，但由于船体重量在长度方向分布不均匀，船体结构中和轴又处于主船体中心偏下，以及分段在船台上搁置的时间有长短等等，造成船体建造焊接变形的趋势总是中部下垂，首尾上翘，因此分段安装检验要注意如下几点：

(1) 基准分段定位高度可允许稍高于龙骨线检验线；

(2) 用层式安装法合拢双层底分段，全船双层底的龙骨线可允许有

些中拱状态；

(3) 分段安装工艺中规定放反变形的分段，必需按工艺规定的反变

形值检测分段定位的准确性

上述(1)、(2) 条中可允许的数值,由技术部门按不同类型船舶的建造经验制订分段安装通用工艺.

2.船体分段横向大接缝必须在所在两只分段的首尾均已安装相邻分段后，才能施焊否则应采取其它工艺措施；

3.检验设有主机基座的底部分段及尾柱立体分段的安装位置，应检测中心线位置的准确；

4.在主船体装焊后拉主机轴线前密性试验后及划吃水标志前应检测龙骨线挠度。

四、船体分段焊后检验

焊缝的焊接规格是指对焊缝的型式与尺寸的规定。

焊缝的形式有对接焊缝、角接焊缝、搭接焊缝与塞焊，其中角接焊缝型式中还分别有双面填角焊、双面全焊透角焊、交错断续角焊、链式断续角焊与挖孔焊等。

焊缝尺寸指对接焊缝的宽度、余高与侧面角，角接焊缝指焊脚尺寸或焊喉厚度、焊缝长度与焊缝间距等。

焊缝表面质量检验是焊缝质量检验时首先应检查的项目，检验方法应先将焊缝表面的熔渣、两侧的飞溅和其它污物清除，然后用目视和焊缝量具，必要时借助放大镜检测。

焊缝检验标准和检验内容

1.对接焊缝余高下限不得低于钢板表面，上限不得超过下列值：

当板厚t≤10mm时，为3.5mm；

当板厚t＞10mm时，为4.5mm。

2.角焊缝的焊脚尺寸K必须大于或等于0.9K0，K0为规定的焊脚尺寸。

3.断续焊缝的每段焊缝的有效长度不得小于图样规定的长度要求。

4.包角焊焊缝检验，凡构件的角焊缝的遇到构件切口处及构件的未

端，均应有良好的包角焊；包角焊缝不应有脱焊，未填满的弧坑等焊接缺陷。

5.焊缝外形检验：

（1）焊缝外形应均匀，焊道与焊道、焊道与基体金属之间应平缓地过渡，不得有截面的突然变化。

（2）焊缝的侧面角θ必须小于90°，见下图

（3）焊道表面凹凸，在焊道长度25mm范围内，高低差b-a不得大于2mm，见下图

焊道表面凹凸

（4）多道多层焊表面重叠焊缝相交处下凹深度a，不得大于1.5mm，见下图。

（5）对接焊缝焊道宽度差，在100mm范围内不得大于5mm。

6.焊缝表面质量检验：

（1）焊缝不得存在表面裂纹、烧穿、未熔合、夹渣和未填满的弧坑等。

（2）焊缝表面不允许有高于2mm的淌挂的焊瘤，见图3-8。

（3）焊缝表面不允许存在由于熔化金属淌到焊缝以外未熔化的基体金属上的满溢，见图3-9。

(4)船体外板、强力甲板和舱口围板等重要部位的对接焊缝，咬边深度d允许值为：

当板厚t≤6mm时，d ≤0.3mm，局部d ≤0.5mm

当板厚t>6mm时，d ≤0.5mm，局部d ≤0.8mm

其他部位的对接焊缝及角接焊缝的咬边深度d允许值为：

当板厚t≤6mm时，d ≤0.5mm；

当板厚t>6mm时，d ≤0.8mm。见图3-10。

（5）船体外板、强力甲板和舱口围板等重要部位以及要求水密的

焊缝不允许有表面气孔。

（6）其他部位的焊缝，1m长范围内允许存在2只气孔，气孔的最大允许直径：

当构件的板厚t≤10 mm时，为1 mm；

当构件的板厚t>10 mm时，为1.5 mm。

（7）在船体的外板、强力甲板正面、上层建筑外板、甲板室外围壁等暴露的焊缝及其周围，飞溅颗料应全部去除干净。

（8）其他内部焊缝在100 mm长度两侧，飞溅应不多于5个，飞溅颗粒直径不得大于1.5 mm。

7.CO2气体保护电弧焊角焊缝表面质量标准：

CO2气体保护电弧焊角焊缝在角焊缝焊脚尺寸、焊缝的侧面角、多道焊表面重叠焊缝相交处的下凹深度、淌挂的焊瘤、满溢、咬边深度及表面气孔等方面的表面质量标准与上述第6条相同，其它不同处尚有下述三条：

（1）焊缝凸度△Z≤1 mm+0.15a，见图3-11；

（2）焊缝凹度△Z≤0.3 mm+0.05a，见图3-12；

（3）焊脚尺寸不对称偏差△Z≤1 mm+0.15a，且≯2，见图3-13。

分段合拢焊后检验一般应包括焊缝周边工艺板和吊装眼板清除后的检验。

五、焊接质量控制要点

对船体分段在船台上装配过程的焊接检验，应贯穿焊接生产全过程，包括分段合拢的焊前检验、焊接过程检验和分段合拢焊后检验。

整个焊接过程的质量控制要点为：

1．焊工资格；

2．焊接材料；

3．坡口尺寸及焊缝间隙；

4．焊接区域的清洁；

5．焊接规范；

6．焊接操作程序；

7．预热和保温；

8．焊接变形；

9．焊缝尺寸；

10．焊缝表面和内部缺陷。

坡口尺寸、焊缝间隙和焊接区域的清洁是分段合拢焊前检验的重点，焊接变形、焊缝尺寸和焊缝表面缺陷是分段合拢焊后检验的重点。

焊工资格的管理、焊接材料的使用、焊接操作程序、预热和保温措施必须依靠焊接过程检验进行把关。验船师除了正常分段合拢焊前